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空气能热泵在北京“煤改电”中的优势解析

1.空气能热泵和空调的比较
1.1 ▣ 使用对象差异
空调主要设计用于满足制冷需求,因此在设计上更侧重于制冷功能,制热功能则作为辅助。这也是为何当前空调在制热运行时,通常需要采用电加热辅助方式来补充热量的原因。相比之下,空气能热泵则是为满足制热需求而设计,其设计重点在于制热功能,追求在全气候条件下无需电加热辅助即可稳定制热。同时,空气能热泵还兼顾了制冷功能,以提供更全面的使用体验。

1.2 ▣ 功能多样性
空调的功能相对单一,主要局限于制冷和制热。而空气能热泵的应用则更为广泛,不仅可以用于制冷和制热,还能作为泳池、洗浴、电泳等特种工业的加热源,甚至适用于农业烘干、工业印刷烘干等多种场合。

1.3 ▣ 产品设计差异
由于这两种产品针对的使用对象存在显著差异,因此在设计上会采用不同的国家标准、选用不同的零部件,以及适应不同的地域和使用环境。此外,它们的出风(或出水)温度、能效等方面也存在显著差异。

1.3.1 ▣ 国家标准差异
空调的标准体系主要围绕家用空调、多联机、风冷冷水机组等展开,其中制冷量和能效比是关键衡量指标。而空气能热泵的标准则涵盖家用热水、商业热水、家用采暖以及商业采暖等多个领域,制热量和性能系数成为其核心评价指标。

1.3.2 ▣ 关键零部件差异
空调与空气能热泵在主要零部件上存在显著差异。空调的主要部件包括压缩机、冷凝器、蒸发器等,而空气能热泵则以其压缩机、蒸发器、冷凝器以及膨胀阀等为关键构成。这些差异使得两种设备在性能和功能上各有千秋。尤其是空调压缩机与热泵压缩机的不同,分别适用于不同的温度范围,并具备不同的耐压和耐温能力。

1.3.3 ▣ 使用区域与温度要求差异
使用区域不同:- 热泵压缩机:在环境温度-7℃至43℃的范围内使用。- 空调压缩机:在环境温度-30℃至43℃的范围内使用。最高出风(出水)温度不同:- 热泵压缩机:最高出风(出水)温度可达50℃以下。- 空调压缩机:最高出水温度为60℃,而特种设备如烘干机等,其最高出风(出水)温度可达到90℃左右。

1.3.4 ▣ 能效要求差异
空调主要针对制冷工况设定能效标准,而制热工况则无明确要求,采用单工况设计。相比之下,空气能热泵不仅需满足制冷能效要求(如两联供机组),还需对制热能效进行考核,特别是在低温环境下,如-12℃时的测试,体现了双工况设计的特性。

1.4 ▣ 产品设计差异说明图

2.空气能热泵的独特性和优越性

空气能热泵,这一高效节能的采暖设备,其核心部件压缩机犹如一颗强大的“心脏”,驱动着高温出风与低温运行两大功能。无论是烘干行业所需的80℃以上出风温度,还是大西北新疆等寒冷地区的极端低温,它都能从容应对。而这颗“心脏”的强大,不仅体现在其物理性能上,更在于其智能控制系统。

空气能热泵的主控制器需兼具保护制冷系统与满足用户24小时使用需求双重任务,容错性与精准性在其控制逻辑中得到了和谐统一。由于空气能热泵适应宽气候范围,面临最高与最低环境温度近80℃的巨大温差,其制冷系统在低温工况下需减少20%以上的制冷剂量。因此,系统必须能够根据实际运行参数自动调节参与有效运行的制冷剂量,确保高效稳定的制热效果。

此外,冬季全天候制热运行中,化霜问题成为关键。为保证低温环境下的制热效果和室内温度舒适性,化霜技术显得尤为重要。常用的化霜方法包括制冷剂换向化霜、热气旁通化霜等,综合运用这些方法,化霜时间可控制在3分钟以内,从而极大提升机组的制热效果与用户的舒适度。

综上所述,空气能热泵相较于空调,其独特性和优越性主要体现在以下几个方面:首先,空气能热泵专为热泵设计的高效压缩机,在耐压、耐温、加工精度等方面均显著优于空调压缩机,且使用寿命大幅延长。其次,空气能热泵的主控制器逻辑设计更为复杂,不仅需控制制冷系统,还需额外管理水路系统,这大大增加了其控制的难度和精度。再者,空气能热泵能在宽气候范围内稳定运行,相同匹数的机器所需制冷剂量较空调更多,这对储液器设计提出了更高要求,通常需要采用双储液器设计以满足需求。

此外,空气能热泵的化霜设计也更为复杂。它不仅需要确保制冷系统的稳定运行,还要尽量减少室内温度的波动,从而提升用户的舒适度。最后,空气能热泵采用电子膨胀阀或外平衡热力膨胀阀作为节流装置,其节流精度和调节范围均优于空调所采用的毛细管,进一步提升了其性能。